A importância da QEE na Transmissão e na

Uma das maiores importância da QEE na transmissão e na distribuição, diz respeito à sua monitoração para poder permitir a manutenção dos índices de qualidade dentro dos patamares estipulados pelos órgãos reguladores.

A QEE passou a ser vista com maior interesse após a privatização da maioria das concessionárias de energia elétrica. Com a criação do conceito de consumidor livre, houve a estimulação de inovações tecnológicas com vista à redução de custo de energia e racionalização de seu uso, com grande destaque para a QEE. Muitas empresas desejam acompanhar as curvas de tensão, de transientes e de correntes harmônicas no ponto de entrega de suas concessionárias. No ambiente de livre mercado, cresceu muito em importância a qualidade da energia entregue, assim como o seu acompanhamento. Isso propiciou a ANEEL medir o desempenho das concessionárias quanto à continuidade do serviço prestado de energia elétrica com base em indicadores específicos, denominados de DEC (Duração Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora) e FEC (Freqüência Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora). A partir do ano 2000, a ANEEL implantou mais três indicadores para aferir a qualidade prestada ao consumidor, denominados de DIC (Duração de Interrupção por Unidade Consumidora), FIC (Freqüência de Interrupção por Unidade Consumidora) e DMIC (Duração Máxima de Interrupção por Unidade Consumidora). Portanto, considerando-se que a rede e os equipamentos elétricos estão sempre sujeitos a falhas ou perturbações, deteriorando de alguma maneira as condições que seriam desejáveis para a operação, é possível estabelecer índices de avaliação, em função dos distúrbios que são impostos ao sistema. Para isso, pode-se incluir a verificação das normas estabelecidas para qualificar e quantificar a deterioração imposta por um distúrbio, dentro das seguintes considerações [ANEEL, 2008]:

21 a) a continuidade do fornecimento, quantificada através da duração e da freqüência das interrupções (índices DEC e FEC) de fornecimento de energia;

b) o nível de tensão adequado, obtido através do controle dos limites mínimos e máximos de tensão dos consumidores, bem como de índice que avalie a freqüência de violação dos mesmos limites para os consumidores conectados;

c) a distorção da forma de onda através da avaliação da presença de freqüências harmônicas e de inter-harmônicas;

d) a regulação da tensão em torno dos valores nominais, mesmo com cargas variáveis, quantificando a amplitude e freqüência das flutuações de tensão;

e) a freqüência nominal da rede, que atualmente é estabelecida através do balanço de energia entre sistema produtor e consumidor;

f) o fator de potência, cujo valor mínimo atual (0.92) é regulamentado através de legislação específica;

g) o desequilíbrio entre fases, dado como valor percentual dos componentes de seqüência negativa e zero, medidos em relação à seqüência positiva.

2.2 CARACTERIZAÇÕES DE DISTÚRBIOS

Em relação à QEE, os distúrbios típicos de tensão podem ser caracterizados com as respectivas causas, conforme vistos na Figura 2.1 e mostrados nas Tabelas 2.1 e 2.2 a seguir, tomando-se como referência a norma IEEE Standards 1159, 1995. Desses fenômenos, as variações de tensão e os componentes harmônicos são fenômenos conduzidos de baixa freqüência, os transitórios impulsivos são fenômenos irradiados de alta freqüência e os transitórios oscilatórios são fenômenos conduzidos de alta freqüência. Uma grande parte dos problemas da QEE pode ser devidamente coberta pelo estudo destas três categorias abordadas [Dugan et al., 2004].

22 Tabela 2.1 – Categorias e características típicas de fenômenos eletromagnéticos de sistemas

elétricos, conforme IEEE 1159

Categoria _{espectral típico} Conteúdo Duração típica Magnitude típica da _tensão 1- Transitórios

1.1- Impulsivo

1.1.1- Nano segundo Subida 5 ns < 50 ns 1.1.2- Micro segundo Subida 1 µs 50 ns – 1 ms 1.1.3- Milissegundo Subida 0,1 ms > 1 ms 1.2- Oscilatório

1.2.1- Baixa freqüência < 5 kHz 0,3 – 50 ms 0 – 4 pu 1.2.2- Média freqüência 5 – 500 kHz 20 µs 0 – 8 pu 1.2.3- Alta freqüência 0,5 – 5 MHz 5 µs 0 – 4 pu

2- Variações de curta duração

2.1- Instantâneas 2.1.1- Subtensão 0,5 – 30 ciclos 0,1 – 0,9 pu 2.1.2- Sobre-tensão 0,5 – 30 ciclos 1,1 – 1,8 pu 2.2- Momentânea 2.2.1- Interrupção 0,5 ciclo – 3 s < 0,1 pu 2.2.2- Subtensão 30 ciclos – 3 s 0,1 – 0,9 pu 2.2.3- Sobre-tensão 30 ciclos – 3 s 1,1 – 1,4 pu 2.3- Temporária 2.3.1- Interrupção 3 s – 1 min < 0,1 pu 2.3.2- Subtensão 3 s – 1 min 0,1 – 0,9 pu 2.3.3- Sobre-tensão 3 s – 1 min 1,1 – 1,2 pu

3- Variações de longa duração

3.1- Interrupção sustentada > 1 min 0,0 pu

3.2- Subtensão > 1 min 0,8 – 0,9 pu

3.3- Sobre-tensão > 1 min 1,1 – 1,2 pu

4- Desbalanceamento de Tensão Regime 0,5 – 2%

5- Distorção na forma de onda

5.1- Offset CC Regime 0 – 0,1 %

5.2- Harmônicos 0 – 100º H Regime 0 – 20%

5.3- Interharmonicos 0 – 6 kHz Regime 0 – 2%

5.4- Notching Regime

5.5- Ruído Banda-larga Regime 0 – 1%

6- Flutuações de Tensão < 25 Hz Intermitente 0,1 – 7%

7- Variações de freqüência <10 s

Tabela 2.2 – Principais causas dos fenômenos eletromagnéticos conforme IEEE1159

Categoria Principais causas

Transitórios

Impulsivo Descarga atmosférica

Oscilatórios Energização de banco de capacitores

Variações e curta duração

Afundamentos de tensão Faltas, chaveamento de cargas pesadas, partida de grandes motores

Elevações de tensão Faltas, curto-circuito fase-terra provocando elevação de tensão na fase sem falta Interrupção Faltas, falha em equipamento, disfunção de controle

Variações de longa duração

Interrupção sustentada Falhas de natureza permanente e que necessitam de intervenção manual para sua _{restauração} Subtensão Ligação de cargas, desligamento de banco de capacitores

Sobretensões Desligamento de cargas, ligação de banco de capacitores Desequilíbrio de tensão Desbalanceamento de cargas, anomalias em banco de capacitores

Distorções de forma de onda

Nível CC Distúrbios geomagnéticos, retificação de meia onda Harmônicos Características não lineares de cargas e dispositivos

Interharmônicos Conversores estáticos de freqüência, ciclo conversores, motores de indução e _{dispositivos a arco} Corte Operação normal de dispositivos de eletrônica de potência

Ruídos Dispositivos eletrônicos, circuitos de controle, equipamentos a arco, retificadores de _{estado sólido, fontes chaveadas, aterramentos inadequados}

Flutuações de tensão Fornos a arco

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